Гныря А.И.

УДК 699.86

ГНЫРЯ АЛЕКСЕЙ ИГНАТЬЕВИЧ, докт. техн. наук, профессор,

tsp_tgasu@mail.ru

КОРОБКОВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ, канд. техн. наук, доцент,

korobkov@hotmail.rи

МОКШИН ДМИТРИЙ ИЛЬИЧ, ассистент,

mokshin@sibmail.соm

КОШИН АНТОН АЛЕКСАНДРОВИЧ, ассистент,

dawghood@mail.ru

АНОШКИНА ОЛЬГА ОЛЕГОВНА, аспирант,

anoshkina_22@mail.ru

ГАУСС КСЕНИЯ СЕРГЕЕВНА, ассистент,

gauss.ksyu@mail.ru

Томский государственный архитектурно-строительный университет,

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

ТЕРЕХОВ ВИКТОР ИВАНОВИЧ, докт. техн. наук, профессор,

terekhov@itp.nsc.ru

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН,

630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 1

ИССЛЕДОВАНИЕ  СТРУКТУРЫ  ОТРЫВНЫХ  ТЕЧЕНИЙ  ПРИ  ОБТЕКАНИИ  ВОЗДУШНЫМ  ПОТОКОМ  МОДЕЛЕЙ  СИСТЕМЫ  ЗДАНИЙ*

Приведены результаты сажемасляной визуализации отрывных течений при обтекании воздушным потоком моделей в виде квадратных призм, которые моделируют отдельно стоящие здания или же группы зданий, взаимно влияющих друг на друга. В статье представлены картины обтекания воздухом как одиночных квадратных призм, так и их тандемного расположения при линейном и нелинейном смещении относительно направления воздушного потока. Эксперименты проводились при фиксированном числе Рейнольдса Re= 4,25×104 и двух углах атаки воздушного потока φ = 0 и 45°. Относительная высота моделей H/a = 1, 3 и 6.

* Исследования выполнены при финансовой поддержке работ по гранту РФФИ (проект №13-08-00505а).

Ключевые слова: визуализация течений; число Рейнольдса; угол атаки воздушного потока; физическое моделирование.

Библиографический список

  1. Goldstein, R.J. Convective mass transfer from a square cylinder and its base plate / R.J. Goldstein, S.Y. Yoo, M.K. Chung // Int. J. Heat and Mass Transfer. – 1990. – V. 33. – № 11. – P. 9–18.
  2. Igarashi, T. Local heat transfer from a square prism to an air stream / T. Igarashi // Int. J. Heat and Mass Transfer. – 1986. – V. 29. – № 5. – P. 777–784.
  3. Reiher, H.Der warmeubergang von stromender luft an rohrbundel in kreuzstrom / H. Reiher // VDI Forshungsheft. – 1925. – № 269. – S. 47.
  4. Wall pressures of separation-reattachment flow on a square in aniform flow / J.M. Robertson, J.B. Wedding, J.A. Peterka, J.E. Cermak // J. Ind. Aerodyn. –1977/1978. –№ 2. –P. 345–359.
  5. Sakata, H. A numerical analysis of unsteady separated flow by discrete vortex model (1st Report, Flow around a square prism) / H. Sakata, T. Adashi, T. Inamuro // Trans. Soc. Mech. Engrs. –1983. –P. 49–440, 801–808.
  6. Dong-Hyeog Yoon. Heat transfer enhancement in channel flow using an inclined square cylinder / Dong-Hyeog Yoon, Kyung-Soo Yang, Choon-Bum Choi // J. of Heat Transfer. – 2009. – V. 131. – P. 1–4.
  7. Dutta, S. Influence of the orientation of a square cylinder on the wake properties / S. Dutta, K. Muralidhar, P.K. Panigrahi // Experiments in Fluids. – 2003. – V. 34. – P. 16–23.
  8. Мокшин, Д.И. Исследование среднего теплообмена отдельностоящих квадратных призм / Д.И. Мокшин, С.В. Коробков // Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты. – 2014. – № 13. – С. 196–202.
  9. Аэродинамическая структура обтекания моделей зданий. Сажемасляная визуализация и поля давлений / А.А. Кошин, Д.И. Мокшин, С.В. Коробков, А.И. Гныря, В.И. Терехов // Сб. тр. Международ. научн. конф. «Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании», Москва, 19–21 октября 2011 г. – М. : Изд-во ФГБОУ ВПО «МГСУ». – 2011. – Т. 1. – С. 138–143.
  10. Комплексные экспериментальные исследования аэродинамики и теплообмена моделей зданий и сооружений / А.И. Гныря, С.В. Коробков, А.А. Кошин, Д.И. Мокшин // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2011. – № 4 – С. 113–126.
  11. Исследование теплообмена тандема моделей зданий при линейном их расположении / А.И. Гныря, С.В. Коробков, А.П. Бояринцев, Д.И. Мокшин // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. – 2014. – № 5. – С. 90–97.
  12. Внешний теплообмен тандема моделей зданий, расположенных в следе / Д.И. Мокшин, С.В. Коробков, А.И. Гныря, В.И. Терехов // Сб. докладов: Всероссийская конференция «XXXI Сибирский теплофизический семинар», посвященный 100-летию со дня рождения академика С.С. Кутателадзе. – Новосибирск : Изд-во Института теплофизики СО РАН, 2014. – С. 97–102.
  13. Мокшин, Д.И. Исследование структуры течения воздушного потока ряда квадратных призм при линейном их расположении / Д.И. Мокшин, С.В. Коробков // Новый взгляд. Международный научный вестник. – Вып. 5. – Новосибирск : Издательство ЦРНС, 2014. – С. 121–130.
  14. Мокшин, Д.И. Структура течения воздушного потока ряда квадратных призм при нелинейном их расположении / Д.И. Мокшин, С.В. Коробков // Наука третьего тысячелетия: сб. статей Международной научно-практической конференции (28 июля 2014 г). – Уфа : Аэтерна, 2014. – С. 34–38.
  15. Мокшин, Д.И. Исследование структуры течения воздушного потока ряда квадратных призм при смещении одной из моделей от продольной оси канала / Д.И. Мокшин, С.В. Коробков // Фундаментальные и прикладные исследования: проблемы и результаты: сб. материалов ХIII Международной научно-практической конференции. – Новосибирск : Издательство ЦРНС, 2014. – С. 202–208.
  16. Моделирование вихревой структуры и ветровых нагрузок при нелинейном расположении двух квадратных призм / А.А. Кошин, С.В. Коробков, А.И. Гныря, В.И. Терехов // Сб. докладов: Всероссийская конференция «XXXI Сибирский теплофизический семинар», посвященный 100-летию со дня рождения академика С.С. Кутателадзе. – Новосибирск : Изд-во Института теплофизики СО РАН, 2014. – С. 78–84.
  17. Ветровое давление в тандеме моделей зданий при их нелинейном расположении / А.И. Гныря, С.В. Коробков, Д.И. Мокшин, А.А. Кошин, В.И. Терехов // Энерго-и ресурсоэффективность малоэтажных жилых зданий: Мат. науч. конф. с междунар. участием, Новосибирск, 24–26 марта 2015 г. – Новосибирск : Изд-во Института теплофизики СО РАН, 2015. – С. 71–74.
  18. Интегральный теплообмен тандема моделей зданий при малых расстояниях между ними и вариации их расположения / А.И. Гныря, С.В. Коробков, Д.И. Мокшин, А.А. Кошин, В.И. Терехов // Энерго- и ресурсоэффективность малоэтажных жилых зданий: Мат. науч. конф. с междунар. участием, Новосибирск, 24–26 марта 2015 г. – Новосибирск : Изд-во Института теплофизики СО РАН, 2015. – С. 75–78.

______________________________

ALEKSEY I. GNYRYA, DSc, Professor,

tsp_tgasu@mail.ru

SERGEY V. KOROBKOV, PhD, A/Professor,

korobkov@hotmail.ru

DMITRJY I. MOKSHIN, Instructor,

mokshin@sibmail.com

ANTON A. KOSHIN, Instructor,

dawghood@mail.ru

OLGA O. ANOSHKINA, Research Assistant,

anoshkina_22@mail.ru

KSENIYA S. GAUSS, Instructor,

gauss.ksyu@mail.ru

Tomsk State University of Architecture and Building,

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

VIKTOR I. TEREKHOV, DSc, Professor,

terekhov@itp.nsc.ru

Kutateladze Institute of Thermal Physics SB RAS,

1, Academician Lavrent’ev Str., 630090, Novosibirsk, Russia

A  STUDY  OF  SLIPSTREAM  STRUCTURE  IN  BUILDING  MODEL  AIRFLOW

The paper presents results of oil-black visualization of separated air flows around the building models in the form of square prisms that simulate freestanding buildings or a group of buildings having the mutual effect on each other. The airflow patterns are described for both single square prisms and their tandem arrangement at a linear and non-linear displacement relative to the airflow direction. Experiments are carried out at a fixed Reynolds number of 4,25×104 and two angles of attack of 0 and 45 degrees. The relative height of the models is 1, 3 and 6.

Key words: airflow visualization; Reynolds number; angle of attack; physical modeling.

References

  1. Goldstein R.J., Yoo S.Y., Chung M.K. Convective mass transfer from a square cylinder and its base plate. Int. J. Heat and Mass Transfer. 1990. V. 33. No. 11. Pp. 9–18.
  2. Igarashi T. Local heat transfer from a square prism to an air stream. Int. J. Heat and Mass Transfer. 1986. V. 29. No. 5. Pp. 777–784.
  3. Reiher H.Der warmeubergang von stromender luft an rohrbundel in kreuz­strom . VDI Forshungsheft. 1925. No. 269. P. 47.
  4. Robertson J.M., Wedding J.B., Peterka J.A., Cermak J.E. Wall pressures of separation-reattachment flow on a square in uniform flow. J. Ind. Aerodyn. 1977/1978. No 2. Pp. 345–359.
  5. Sakata H., Adashi T., Inamuro T. A numerical analysis of unsteady sepa­rated flow by discrete vortex model (1st Report, Flow around a square prism). Trans. Soc. Mech. Engrs. 1983. Pp. 49–440, 801–808.
  6. Dong-Hyeog Yoon, Kyung-Soo Yang, Choon-Bum Choi. Heat transfer enhancement in channel flow using an inclined square cylinder. J. of Heat Transfer. 2009. V. 131. Pp. 1–4.
  7. Dutta S., Muralidhar K., Panigrahi P.K.. Influence of the orientation of a square cylinder on the wake properties. Experiments in Fluids. 2003. V. 34. Pp. 16–23.
  8. Mokshin D.I., Korobkov S.V. Issledovanie srednego teploobmena otdel'nostoyashchikh kvadratnykh prizm [A study of heat transfer between freestanding square prisms]. Fundamental'nye i prikladnye issledovaniya: problemy i rezul'taty. 2014. No. 13. Pp. 196–202. (rus).
  9. Koshin A.A., Mokshin D.I., Korobkov S.V., Gnyrya A.I., Terekhov V.I. Aerodinamicheskaya struktura obtekaniya modelei zdanii. Sazhemaslyanaya vizualizatsiya i polya davlenii [Aerodynamic structure of building model airflow. Oil-black visualization and pressure fields]. Proc. Int. Sci. Conf. ‘Integration, Partnership and Innovation in Construction Science and Education’,2011. V.1. Pp. 138–143. (rus)
  10. Gnyria A.I., Korobkov S.V., Koshin A.A., Mokshin D.I., Terehov V.I. Kompleksnye eksperimental'nye issledovaniya aerodinamiki i teploobmena modelei zdanii i sooruzhenii [Complex experimental studies of aerodynamics and heat transfer between building models].Vestnik TSUAB. 2011. No. 4. Pp. 113–126. (rus)
  11. Gnyria A.I., Korobkov S.V., Boyarintsev A.P., Mokshin D.I. Issledovanie teploobmena tandema modelei zdanii pri lineinom ikh raspolozhenii [Heat transfer in building models at tandem linear arrangement]. Vestnik TSUAB, 2014. No. 5. Pp. 90–97. (rus)
  12. Mokshin D.I., Korobkov S.V., Gnyria A.I., Terehov V.I. Vneshnii teploobmen tandema modelei zdanii, raspolozhennykh v slede [External heat tandem models of buildings, located in the following].Coll. Papers All-Rus. Conf. ‘XXXI Siberian Thermophysical Seminar’, 2014. Pp. 97–102. (rus)
  13. Mokshin D.I., Korobkov S.V. Issledovanie struktury techeniya vozdushnogo potoka ryada kvadratnykh prizm pri lineinom ikh raspolozhenii [A study of airflow structure of square prisms at linear arrangement]. Novyi vzglyad. Mezhdunarodnyi nauchnyi vestnik,2014. No. 5. Pp. 121–130. (rus).
  14. Mokshin D.I., Korobkov S.V. Struktura techeniya vozdushnogo potoka ryada kvadratnykh prizm pri nelineinom ikh raspolozhenii [Airflow structure of square prisms with nonlinear location]. Proc. Int. Sci. Conf. ‘Science of the Third Millennium’. 2014. Pp. 34–38. (rus)
  15. Mokshin D.I., Korobkov S.V. Issledovanie struktury techeniya vozdushnogo potoka ryada kvadratnykh prizm pri smeshchenii odnoi iz modelei ot prodol'noi osi kanala [Investigation of airflow structure of square prisms at longitudinal displacement of one of the models]. Proc. 13th Int. Sci. Conf. ‘Basic and Applied Research: Problems and Outcomes’. 2014. Pp. 202–208. (rus)
  16. Koshin A.A., Korobkov S.V., Gnyrya A.I., Terekhov V.I. Modelirovanie vikhrevoi struktury i vetrovykh nagruzok pri nelineinom raspolozhenii dvukh kvadratnykh prizm [Simulation of vortex structure and wind loads at the nonlinear location of two square prisms].Coll. Papers All-Rus. Conf. ‘XXXI Siberian Thermophysical Seminar’, 2014. Pp. 78–84. (rus)
  17. Gnyrya A.I., Korobkov S.V., Mokshin D.I., Koshin A.A., Terekhov V.I. Vetrovoe davlenie v tandeme modelei zdanii pri ikh nelineinom raspolozhenii [Wind pressure in tandem building models at nonlinear location]. Proc. Sci. Conf. ‘Energy and Resource Efficiency of Low-Rise Residential Buildings’,2015. Pp. 71–74. (rus)
  18. Gnyrya A.I., Korobkov S.V., Mokshin D.I., Koshin A.A., Terekhov V.I. Integral'nyi teploobmen tandema modelei zdanii pri malykh rasstoyaniyakh mezhdu nimi i variatsii ikh raspolozheniya [Integrated heat-exchange between tandem building models at small distances and various locations].Proc. Sci. Conf. ‘Energy and Resource Efficiency of Low-Rise Residential Buildings’. 2015. Pp. 75–78. (rus)

Статья | (730 Кб)